벌거숭이두더지쥐는 암에 걸리지 않고 수명이 길다는 점에서 노화와 장수 연구에 활용되는 동물이다. 벌거숭이두더지쥐의 효소에서 일어나는 네 가지 변화가 긴 수명의 한 원인이라는 점이 확인됐다.
벌거숭이두더지쥐의 생존 기간은 약 30년이다. 생쥐의 수명이 1~3년인 것과 비교하면 작은 설치류로는 이례적으로 수명이 매우 길다. 사람 수명으로 환산하면 최소 약 800년과 맞먹을 정도다.
지용 마오 중국 퉁지대 생명과학기술대학 교수 연구팀은 특정 효소에 일어나는 변화로 벌거숭이두더지쥐의 수명이 길어진다는 점을 확인하고 연구결과를 9일 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다.
연구팀은 ‘고리형 구아노신 1인산-아데노신 1인산 합성효소’(cGAS)라는 효소에서 일어난 변화가 노화를 일으키는 유전적 손상을 복구하는 벌거숭이두더지쥐의 능력을 향상시킨다는 사실을 확인했다. 인간과 쥐에서는 cGAS가 유전적 손상이 복구되는 것을 막는 상반된 역할을 한다.
세포 분열 중 유전자 돌연변이가 발생하거나 DNA 손상이 축적되면 노화가 심화되거나 노화 관련 질환이 발생한다. 상동 재조합(HR) 과정은 체내에서 DNA가 복구되도록 만드는 중요한 경로다.
인간과 쥐에서는 HR 과정에서 손상된 DNA로부터 cGAS가 떨어져 나와 DNA 복구를 방해한다. 연구팀의 조사 결과 벌거숭이두더지쥐의 cGAS는 인간 및 쥐의 cGAS와 네 가지 아미노산에 차이가 있어 복구 능력이 생긴다.
연구팀이 유전자 가위인 크리스퍼-캐스9로 벌거숭이두더지쥐의 세포에서 cGAS를 제거하자 DNA 손상이 누적되는 결과가 나타났다.
연구팀은 초파리를 대상으로 cGAS가 미치는 효과를 재확인했다. 연구팀은 인간의 cGAS를 가진 초파리와 벌거숭이두더지쥐와 같은 형태로 변형시킨 인간 cGAS를 가진 초파리를 설계했다. 그 다음 수명을 체크한 결과 벌거숭이두더지쥐와 같은 형태로 변형시킨 cGAS를 가진 초파리가 10일 더 산다는 점이 확인됐다.
연구팀은 “가장 오래 사는 설치류인 벌거숭이두더지쥐에서는 cGAS가 인간에서와 다른 기능을 한다는 점을 확인했다”며 “cGAS 유전자 교정을 통해 인간의 수명을 연장하거나 노화를 극복하는 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다.
<참고 자료>
doi.org/10.1126/science.adp5056
